JP2009018556A - 内装品の真空成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】表皮材の熱溶融性接着剤が塗布された発泡層を基材に接着させる際に、接着させたくない基材領域或は発泡層が直接セットされる型面領域に対する非着用の前処理を不要にし得る内装品の真空成形機を提供する。
【解決手段】吸気路付きの基材がセットされる基材用凸状真空吸引型１８と、表皮全域の表面形状に対応する型面７ｂを有する表皮材用凹状真空吸引型７とを備え、表皮１１が接合され、熱溶融性の接着剤１３が塗布された熱可塑性の発泡層１２付きの扁平状表皮材１０が、基材に加温処理されてセットされた状態で型締めして双方の金型から真空吸引して、発泡層１２を基材に接着して表皮材１０を賦形するようになった内装品の真空成形機において、発泡層１２を接着させたくない非着基材・型面領域を占める基材用凸状真空吸引型１８の部分に、発泡層１２を接着させない程度に非着基材・型面領域を冷却する冷却機構２０が組込まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表皮材用及び基材用真空吸引型を備えると共に、型締めして両側から真空吸引することにより、扁平状表皮材の加熱軟化させられた発泡層を基材用真空吸引型にセットされた基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形するようになった内装品の真空成形機に関するものである。

本願出願人は、この種の真空成形機として、特許文献１により、吸気路を分散形成された基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型と対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が、基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するようになった内装品の真空成形機を提案した。

即ち、図５に示すように、例えば自動車のインストルメントパネルを製作するために、基材５がセットされる基材用凸状真空吸引型８と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有し、かつ吸引口７ａで真空吸引される表皮材用凹状真空吸引型７とが対向し、表面に表皮１１が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤１３が塗布された熱可塑性の発泡層１２付きの扁平状表皮材１０が加温処理されて、基材用凸状真空吸引型８にセットされた分散吸気路付きの基材５にセットされた状態で型締めして両側から真空吸引し、軟化させられた発泡層１２を分散吸気路を通した吸引することにより密着させた基材５に熱溶融した接着剤１３で加圧状態で接着すると共に、表皮材１０を表皮材用凹状真空吸引型７の型面に沿って賦形される。尚、図５において、製作されたインストルメントパネルは、車両への組み付け状態では、図で見て反時計方向へ４５°近く回転させた位置を占める。

このような成形加工に際して、表皮材１０の端末部が直接接触する基材用凸状真空吸引型８の型面領域Ａ、Ｅを含む金型周辺領域に離型材を塗布するのに加えて、基材５に例えばメータクラスタ部取付け用の開口部５ａが形成されて、その基材表面領域Ｃ、Ｄを含む周辺領域に、取付けのために表皮材１０を接着させない場合、開口部５ａに対応する型面領域Ｂにも離型材を塗布し、基材表面領域Ｃ、Ｄ等にテープ等でカバーしてマスキングを行っている。
特開２００５−１２５７３５

したがって、このような発泡層付き表皮材を基材に熱溶融性の接着剤で接着する内装品の成形加工に際して、表皮材を基材側に接着させたくない領域がある場合、離型材の塗布或はマスキング等の前処理を要し、さらにこれらに起因する金型の汚れを解消するために定期的な清掃も必要であった。

本発明は、このような点に鑑みて、表皮材の熱溶融性接着剤が塗布された発泡層を基材に接着させる際に、接着させたくない基材領域、基材開口部により露出される型面領域或は金型周辺の発泡層が直接セットされる型面領域等に対する非着用の前処理を不要にし得る内装品の真空成形機を提供することを目的とする。

本発明は、この目的を達成するために、請求項１により、吸気路を分散形成された基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型とを対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が、基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するようになった内装品の真空成形機において、真空吸引されても発泡層を接着させない非着基材領域もしくは非着型面領域を占める基材用凸状真空吸引型部分に、発泡層を熱溶融した接着剤で接着させない程度に非着基材領域裏面の型面もしくは非着型面領域を冷却する冷却機構が組込まれていることを特徴とする。

冷却機構による非着基材領域裏面の型面もしくは非着型面領域の冷却により、型締めにより密着した発泡層に介在する熱溶融した接着剤は、その温度低下により本来の接着力を失う。

請求項１の発明によれば、基材側の金型において、表皮材の熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層を接着させたくない基材又は金型面に対応する金型部分に、冷却機構を組込むことにより、その非着基材領域をマスキング材でカバーしたり、非着型面領域に離型材を塗布する前処理が不要になり、これらに伴う汚れに対する定期的な金型の清掃も不要になる。請求項２の発明によれば冷却機構が基材用凸状真空吸引型への組込み式として容易に製作可能とり、その際請求項３の発明によれば冷媒を循環させるパイプを内蔵する簡単な構成で、その周囲の金属製の中実体で冷温を効率良く金型面に伝導させ得、請求項４の発明によれば金属製の中実状入れ子にフィンを形成して簡単に構成され、請求項５の発明によれば熱損失を抑制して効率良く冷却できる。
される。

図１乃至図３を基に本発明の実施の形態による内装品の真空成形機を説明する。尚、前述の図５による成形機と同一もしくは同等部分は同一符号を用いて説明する。真空吸引用されるように多孔性である表皮材用凹状真空吸引型７に対向する基材用凸状真空吸引型１８は、前述の基材用凸状真空吸引型８に相当し、同一型面形状に形成されると共に、この金型には、発泡層１２を接着させない領域に対応する型面を冷却する冷却機構２０が組込まれている。

基材用凸状真空吸引型１８には、保温装置から温水を供給される保温用パイプ１９が内蔵させられて、周知のように、型面を接着剤の所要の温度特性に対応して室温よりも高く設定するようになっている。また、この金型は、セットされた基材５の分散形成された吸気路（図示せず）に連通し、かつ真空ポンプが接続するパイプ状吸引路（図示せず）を備えることにより、型締め状態で発泡層１２を基材５側にその分散された吸気路を通して真空吸引して密着させるようになっている。

図２及び図３に示すように、基材用凸状真空吸引型１８には、表皮材１０の端末領域が直接接触するために従来離型材が塗布されていた前述の奥行方向に延在する型面領域Ａと、基材５のメータクラスタ部取付け用の開口部５ａに対応する型面領域Ｂと、その四方の表皮材１０を接着させない基材表面領域Ｃ、Ｄを含む周辺裏面の型面領域を含んで、配管を行い得る程度の深さの切欠部１８ａが形成されると共に、この切欠部に、パイプ２２が埋め込まれた例えばアルミニウムの良熱伝導性の金属製のインゴットによる略Ｌ字形の中実状の入れ子２１が、例えば合成樹脂製の断熱層２３を介して組込まれて、これらの領域Ａ〜Ｄ等を発泡層１２に対する非着領域にする冷却機構２０を構成している。

即ち、入れ子２１には、発泡層１２が熱溶融した接着剤１３で接着され得ない程度に基材表面領域Ｃ及び型面領域Ａを冷却するように、折返して配管されている３本のパイプ２２が埋め込まれ、その１本が冷却装置の冷媒としての例えば冷水を供給する入口側パイプ２２ａとして導出されると共に、他の１本が領域Ｂ及び領域Ｄを冷却するように、上方へ延びて上下及び左右に折返して開口部５ａ用の１層の配管部２２ｃを構成し、さらに出口側パイプ２２ｂとして導出されている。これにより、冷却装置から入口側パイプ２２ａで冷水が供給され、周囲の中実体を冷却しつつ出口側パイプ２２ｂから帰還させ、冷水が循環されるようになっている。冷水の温度は、接着剤１３の接着に要する下限温度よりも前述の非着領域Ａ〜Ｄを十分低い温度に冷却し得るように、アルミ製入れ子２１による熱損失を考慮してさらに例えば数℃低く設定される。

このように構成された内装品の真空成形機を用いたインストルメントパネルの製作方法は次の通りである。熱可塑性の表皮材１０は、例えばＴＰＯ製の表皮１１にＰＰフォーム製の発泡層１２が溶着され、その裏面に熱溶融性のオレフィン系接着剤１３が塗布され、ロール状に巻回されて保管されており、成形に際して所定形状に切断され、扁平状に支持されてヒータで全域を加温処理されている。その温度設定は、発泡層１２を軟化させ、かつ接着剤１３を接着可能に熱溶融させるように数１００℃である。

一方、基材用凸状真空吸引型１８には、対応形状に形成されている基材５がセットされると共に、その発泡層１２を接着させる型面領域は、接着に要する温度例えば３５℃以上であることに対応して、保温用パイプ１９による温水の循環により４０℃程度に保温されている。また、表皮材１０の端末領域が直接接触する前述の型面領域Ａと、開口部５ａの型面領域Ｂと、その周辺の基材表面領域Ｃ、Ｄ等は、パイプ２２による冷水の循環により、断熱層２３による熱絶縁状態で３５℃よりも十分低い例えば２５℃程度に冷却されている。その冷水の温度は、冷却対象の型面領域に対する温度勾配に応じて２５℃よりも僅かに低めに調整されている。表皮材１０の残りの冷却されない端末領域が直接接触する基材用凸状真空吸引型１８の型面領域には、従来通り離型材を塗布する。

次いで、ヒータを逃がした表皮材１０を基材５の表面にセットし、表皮材用凹状真空吸引型７及び基材用凸状真空吸引型１８を型締めすると共に、双方の金型から両側に真空吸引を行う。これにより、基材５には真空吸引された発泡層１２がホットメルト型の接着剤１３で密着状態に接着されると共に、表皮１１は、全域にわたり多孔性の表皮材用凹状真空吸引型７の型面７ｂで緊密に吸着され、熱軟化状態の発泡層１２を圧縮もしくは膨張させつつ型面７ｂに沿って賦形され、オールオレフィン３層のインストルメントパネルが製作される。その際、基材用凸状真空吸引型１８側の非着領域Ａ〜Ｄに対して接着剤１３は加温状態にあったために相対的に高温で密着するが、中実の入れ子２１による良好な熱伝導により接着不能の温度に直ちに下降し、したがって発泡層１２の開口部５ａの型面領域Ｂへの接着が回避され、その周辺の基材表面領域Ｃ、Ｄ等への接着も行われず、一方側の表皮材端末部の型面領域Ａへの接着も回避される。

型開き後に、真空成形されたインストルメントパネルが脱型され、表皮材１０の端末が切断されると共に、開口部５ａはその周辺の発泡層１２の非着部分を切削することにより開口される。車両への組付け時には、この開口部にメータクラスタ部が装着され、露出状態の周辺の基材部分にクリップ等で固定される。

図４は別の実施の形態による冷却機構付きの基材用金型を示すもので、前述の基材用凸状真空吸引型１８において、前述の基材表面領域Ｄを通常の接着領域として加温するように、入れ子２１ａが、前述の入れ子２１に対してその上端面を下方へ後退させられている。また、対応形状の切欠部１８ｂに対して介在するスペーサ２６を入れ子２１ａの底面に分散配列することにより、絶縁層として空間部２４が形成されている。さらに、型面領域Ａ以外の端末部がセットされる３方の周辺型面領域にもパイプ２７が折り返し２本配管して、その金型周辺領域の型面を冷却することにより、入れ子２１ａによる冷却機構と併せて、離型材の塗布を全域にわたり不要にしている。

尚、本発明は、インストルメントパネルの基材に、その車体への取付け用切欠部もしくは開口部を形成したり、或は専ら型面への離型剤の塗布を回避したい場合等にも適用できる。その他、インストルメントパネル以外の３層の表皮材を備えた同様な内装品にも適用可能である。冷却機構の設定温度は、発泡層の裏面に塗布もしくはラミネートされる熱溶融性の接着剤の接着温度特性に応じて適宜設定される。

さらに、冷却機構としては、冷風を吹き付ける強制空冷式或は自然空冷式に構成することもできる。自然空冷式としては、前述のような入れ子を高熱伝導率の金属、例えばベリウム銅製の中実体として、その外周面における型締め時に表皮材或は基材でカバーされることなく外気に晒される領域にフィンを形成して簡単な構造で構成することもできる。入れ子及び切欠部間には断熱層が介在させるのが好ましい。特に、金型周面から狭い領域を冷却する場合に有効である。

本発明の実施の形態による内装品の真空成形機の概略断面図を示す図である。 同成形機の冷却機構部分を示す正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図による同成形機の冷却機構部分を示す図である。 別の実施の形態による冷却機構の図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。 従来の前処理を説明する真空成形機の概略断面図図である。

符号の説明

５ 基材
５ａ 開口部
７ 表皮材用凹状真空吸引型
１０ 表皮材
１１ 表皮
１２ 発泡層
１３ 接着剤
１８ 基材用凸状真空吸引型
１８ａ、１８ｂ 切欠部
２０ 冷却機構
２１、２１ａ 入れ子
２２、２７ パイプ
２３ 断熱層
２４ 空間部
２６ スペーサ

Claims (5)

1. 吸気路を分散形成された基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型とを対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が、基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するようになった内装品の真空成形機において、
   真空吸引されても発泡層を接着させない非着基材領域もしくは非着型面領域を占める基材用凸状真空吸引型部分に、発泡層を熱溶融した接着剤で接着させない程度に前記非着基材領域裏面の型面もしくは前記非着型面領域を冷却する冷却機構が組込まれていることを特徴とする内装品の真空成形機。
2. 冷却機構が、基材用凸状真空吸引型に形成された切欠部に対応する形状に形成された入れ子として構成され、その表面が型面を形成することを特徴とする請求項１記載の内装品の真空成形機。
3. 冷却機構が、中実の金属製の入れ子に、冷媒を循環させるパイプを内蔵させて構成されることを特徴とする請求項２記載の内装品の真空成形機。
4. 冷却機構が、中実の金属製の入れ子の型締め時に外気に晒される領域にフィンを形成して構成されることを特徴とする請求項２記載の内装品の真空成形機。
5. 入れ子及び切欠部間に断熱層が介在することを特徴とする請求項２乃至請求項４記載の内装品の真空成形機。

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